化学人教版选修四-电化学-习题复习课(共30张PPT)

2019高中化学人教版电化学习题课2019.01.30人教版选修四如果快速书写电极方程式内容教学01A1、电解电解质本身如CuCl2溶液的电解，阳极的书写我们要考虑溶液中的阴离子的放电顺序：SO42-、OH-、Cl-、Br-、I-、S2-从左到右得电子能力由难到易，所以Cl-优先放电：电极方程式：2Cl-Cl2+2e-。阴极的书写我们要考虑，溶液中的阴离子的放电顺序：K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+、Zn2+、Fe2+、Sn2+、Pb2+、H+、Cu2+、Ag+、Au+的放电从左往右得电子能力由难到易，所以Cu2+优先放电，电极方程式：Cu2++2e-Cu电极总反应：两个电极配成相同电子后相加即：CuCl2=Cu+Cl2符合这种类型的有：Cl-往右的阴离子与H+向右的阳离子结合形成的化合物电解时都符合这条规律。B2、电解时相当于电解水如Na2SO4溶液的电解；阳极的书写我们要考虑，溶液中的阴离子的放电顺序，OH-优先SO42-放电电极方程式:4OH-O2+2H2O+4e-。阴极的书写我们要考虑溶液中的阳离子的放电顺序，H+优先Na+放电，电极方程式：2H++2e-H2，电极总反应：两个电极转移电子数相同时，两个电极相加即2H2O=2H2+O2。符合这种类型的有：OH-往左的阴离子与也H+往左的阳离子所形成的化合物，电解时都符合这条规律。C3、电解时放氧生酸型如CuSO4溶液的电解：阳极的书写要考虑溶液中的阴离子的放电顺序：OH-优先SO42-放电，电极方程式4OH-O2+2H2O+4e-阴极的书写要考虑溶液的阳离子的放电顺序，Cu2+优先H+放电，电极方程式:Cu2++2e-Cu。总电极方程式：电子转移相同时两极相加即：2CuSO4+2H2O=Cu+2H2SO4+O2符合这种类型的有：OH-往左的阴离子与H+往右的阳离子形成的化合物，也可以看成含氧酸根离子与不活泼金属阳离子所形成化合物。只要我们抓住这条规律，会达到事半功倍的效果，如有题目：用惰性电极电解AgNO3溶液后，问溶液的PH怎样变化？只要能记住放氧生酸型，自然一眼看出生成酸PH变小，既快速又准确。D4、电解时放氢生碱型NaCl溶液的电解：阳极的书写要考虑溶液中的阴离子的放电顺序，Cl-优先OH-放电，电极方程式:2Cl-Cl2+2e-阴极的书写要考虑溶液中的阳离子的放电顺序，H+优先Na+放电，电极方程式：2H++2e-H2。总电极式的书写要注意，转移电子相同后，我们还要考虑这些离子来自于何种物质才能相加，NaCl溶液的电极总方程式：2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2+H2，并非直接两种化合物相加，如上面的2HCl=Cl2+H2就显然错误了。符合这种类型的有：OH-向右的阴离子和H+向左的阳离子形成的化合物。只要我们能掌握住这几条规律，在平时的练习中有很多题目很快就能做出来：如用惰性电极电解NaCl溶液一段时间后，要使溶液恢复原来状态，应该加何种物质，我们很快判断出符合放氢生碱型，出来H2和Cl2且要将其生成碱中和掉，故加HCl即可。E习题组1基础题关0211．一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋。下列有关说法正确的是()参考答案与解析解析：解答本题时审题是关键，反应是在酸性电解质溶液中进行的。在原电池中，阳离子要向正极移动，故A错误；因电解质溶液是酸性的，不可能存在OH－，故正极的反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，转移4mol电子时消耗1molO2，则转移0.4mol电子时消耗2.24LO2，故B、D错误；电池反应式即正、负极反应式之和，将两极的反应式相加可知C正确。22．一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是()A．反应CH4＋H2O=====催化剂△3H2＋CO，每消耗1molCH4转移12mol电子B．电极A上H2参与的电极反应为H2＋2OH－－2e－===2H2OC．电池工作时，CO2－3向电极B移动D．电极B上发生的电极反应为O2＋2CO2＋4e－===2CO2－3参考答案与解析解析：A项，C－4H4→C＋2O，则该反应中每消耗1molCH4转移6mol电子，错误；B项，该电池的传导介质为熔融的碳酸盐，所以A电极即负极上H2参与的电极反应为H2－2e－＋CO2－3===CO2＋H2O，错误；C项，原电池工作时，阴离子移向负极，而B极是正极，错误；D项，B电极即正极上O2参与的电极反应为O2＋4e－＋2CO2===2CO2－3，正确。33．某化学小组构想将汽车尾气(NO、NO2)转化为重要的化工原料HNO3，其原理如图所示，其中A、B为多孔材料。下列说法正确的是()A．电解质溶液中电流的方向由B到A，电子的流向与之相反B．电极A表面反应之一为NO－3e－＋2H2O===NO－3＋4H＋C．电极B附近的c(NO－3)增大D．该电池工作时，每转移4mol电子，生成22.4LO2参考答案与解析解析：该电池的工作原理(以NO为例)为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，则NO发生了氧化反应，故A极为负极，B极为正极。电子只能通过外电路，其流向为从A到B，A项错误；负极反应(以NO为例)为NO－3e－＋2H2O===NO－3＋4H＋，B项正确；原电池中阴离子(NO－3)向负极附近移动，C项错误；电池工作时，每转移4mol电子，消耗1molO2，在标准状况下O2的体积为22.4L，D项错误。44．研究金属桥墩腐蚀及防护是跨海建桥的重要课题。下列有关判断中正确的是()图Z7­8A．用装置①模拟研究时未见a上有气泡，说明铁没有被腐蚀B．②中桥墩与外加电源正极连接能确保桥墩不被腐蚀C．③中采用了牺牲阳极的阴极保护法保护桥墩D．①②③中海水均是实现化学能与电能相互转化的电解质参考答案与解析解析：图①是吸氧腐蚀，a极是氧气得电子生成氢氧根离子，而铁是负极发生氧化反应生成亚铁离子，铁被腐蚀，A项错误；金属作电解池的阴极被保护，而桥墩与电源正极相连作阳极发生氧化反应，B项错误；锌比铁活泼，所以锌失电子，所以③中采用了牺牲阳极的阴极保护法保护桥墩，C项正确；海水是混合物，不是化合物，既不是电解质，也不是非电解质，D项错误。55.利用反应6NO2＋8NH3===7N2＋12H2O构成电池的方法既能有效清除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能，装置如图所示。下列说法正确的是()A．电流从左侧电极经过负载后流向右侧电极B．为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜C．电极A的电极反应式为2NH3－6e－===N2＋6H＋D．当有4.48LNO2被处理时，转移电子数为0.8NA参考答案与解析解析：该反应中，二氧化氮中N的化合价由＋4变为0、氨气中N的化合价由－3变为0，所以通入二氧化氮的电极是正极、通入氨气的电极是负极，放电时，电流从正极沿导线流向负极，所以电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极，A项错误；原电池工作时，阴离子向负极移动，为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜，防止二氧化氮与碱发生反应生成硝酸盐和亚硝酸盐，导致原电池不能正常工作，B项正确；电解质溶液呈碱性，则负极反应式为2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O，C项错误；气体摩尔体积受温度和压强影响，温度和压强未知则气体摩尔体积未知，所以无法计算转移电子数，D项错误。习题组2化学选修四实验题0366．将不可再生的天然气、石油、煤等化石燃料转化利用、提高利用率已成为当务之急。(1)根据部分键能数据和CH4(g)＋4F2(g)===CF4(g)＋4HF(g)的反应热ΔH为－1940kJ·mol－1，计算H—F键的键能为________________。化学键C—HC—FH—FF—F键能/(kJ·mol－1)414489？155(2)甲醇、二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料，二者均可利用CO和H2反应合成。①某燃料电池以二甲醚为原料，熔融碳酸盐为电解质，其负极反应如下：CH3OCH3＋6CO2－3－12e－===8CO2＋3H2O。写出该燃料电池的正极反应式：__________________。②废水中含甲醇，对水质会造成污染，Co3＋可将甲醇氧化为CO2。某同学以Pt作电极电解酸性含甲醇废水与CoSO4混合液模拟工业除污原理，其阳极反应式：____________。(3)某企业采用如图Z7­10所示原理处理化石燃料开采、加工过程产生的H2S废气。图Z7­10①电解池中电极A、B均为惰性电极，其中A为电解池的______极；电极B所得到的物质X的分子式为______。②反应池中发生的离子反应方程式为______________________。参考答案与解析解析：(1)根据键能数据，焓变等于反应物的总键能－生成物的总键能，设H—F键的键能为xkJ·mol－1，CH4(g)＋4F2(g)===CF4(g)＋4HF(g)的反应热ΔH＝414kJ·mol－1×4＋155kJ·mol－1×4－489kJ·mol－1×4－xkJ·mol－1×4＝－1940kJ·mol－1，解得x＝565。(2)①原电池正极发生还原反应，某燃料电池以二甲醚为原料，熔融碳酸盐为电解质，总反应为CH3OCH3＋3O2===2CO2＋3H2O，其负极反应为CH3OCH3＋6CO2－3－12e－===8CO2＋3H2O。该燃料电池的电极反应式可采取“减法”得到正极反应为2CO2＋O2＋4e－===2CO2－3。②阳极发生氧化反应，阳极反应式为Co2＋－e－===Co3＋。(3)根据图示，A电极有Fe3＋生成，则A为阳极；B是阴极，发生还原反应2H＋＋2e－===H2↑，B所得到的物质X的分子式是H2。②根据图示，反应池中发生的离子反应方程式为H2S＋2Fe3＋===2Fe2＋＋S↓＋2H＋。答案：(1)565kJ·mol－1(2)①O2＋4e－＋2CO2===2CO2－3②Co2＋－e－===Co3＋(3)①阳（2分）H2（2分）②H2S＋2Fe3＋===2Fe2＋＋S↓＋2H＋7A7．（15分）钠硫电池作为一种新型储能电池，其应用逐渐得到重视和发展。（1）Al(NO3)3是制备钠硫电池部件的原料之一。由于Al(NO3)3容易吸收环境中的水分，需要对其进行定量分析。具体步骤如下图所示：①加入试剂a后发生反应的离子方程式为。②操作b为，操作c为。③Al(NO3)3待测液中，c(Al3+)=mol·L-1（用m、v表示）。7B（2）钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠（Na2Sx）分别作为两个电极的反应物，固体Al2O3陶瓷（可传导Na+）为电解质，其反应原理如下图所示：①根据下表数据，请你判断该电池工作的适宜温度应控制在范围内（填字母序号）。物质NaSAl2O3熔点/℃97．81152050沸点/℃892444．62980a．100℃以下b．100℃～300℃c．300℃～350℃d．350℃～2050℃②放电时，电极A为极。③放电时，内电路中Na+的移动方向为（填“从A到B”或“从B到A”）。④充电时，总反应为Na2Sx=2Na+xS（3x5），则阳极的电极反应式为。参考答案与解析答案：（1）①Al3++3NH3·H2O=Al（OH）3+3NH4+②过滤洗涤灼烧冷却③1000m/51v（2）①c②负③从A到B④Sx-2e-=xS解析：（1）①根据操作流程可知实验原理是，Al(NO3)3和氨水反应生成Al(OH)3，离子方程式是Al3++3NH3。H2O=Al(OH)3+3NH4+。②氢氧化铝经过滤、洗涤、灼烧后生成三氧化二铝，冷却后称量。③n（Al2O3）=m/102mol，则n[Al（NO3）3]=2n（Al2O3）=m/51molc[Al(NO3)3]=n[]/10-3V=1000m/51vmol/L；（2）①原电池工作时，控制温度应满足Na和S处在熔融状态，则控制温度是低于444.6℃,高于115℃,选择c符合题意。②原电池放电时，Na是负极被氧化。③在原电池内